[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für den Betrieb eines Vorschaltgeräts
für Entladungslampen.
[0002] In solchen Vorschaltgeräten wird eine Netzspannung zu einer Zwischenkreisspannung
gleichgerichtet. Die Zwischenkreisspannung wird einem Wechselrichter zugeführt, der
eine oder mehrere Entladungslampen in einem resonanten Lampenkreis nahe an dessen
Resonanzfrequenz betreibt.
[0003] Es zeigt sich, dass die Lampenleistung solcher Geräte stark vom Wert der Zwischenkreisspannung
abhängt. Deshalb ist es wichtig, die Zwischenkreisspannung gut zu glätten, da eine
Welligkeit dieser Spannung sich in einer Welligkeit der Lampenhelligkeit auswirkt.
Dies hat den Nachteil, dass eine entsprechend aufwendige und teure Glättungsschaltung,
in der Regel mit grossen Spulen und Kondensatoren, benötigt wird.
[0004] Aber selbst wenn die Zwischenkreisspannung sorgfältig geglättet wird, ist die Lampenleistung
immer noch von der Konstanz der Netzspannung abhängig.
[0005] Aus EP-A-178 852, EP-A-239 420 und EP-A-338 109 sind Vorschaltgeräte bekannt, bei
denen deshalb die Wechselrichterfrequenz aufgrund des Lampenstroms bzw. Lampenleistung
geregelt wird, was eine gewisse Regelung der Lichtleistung erlaubt. Entsprechende
Regelschaltungen sind jedoch relativ aufwendig.
[0006] Deshalb stellt sich die Aufgabe, ein Vorschaltgerät bzw. ein Verfahren zu dessen
Betrieb bereitzustellen, welches diese Nachteile zumindest teilweise vermindert.
[0007] Diese Aufgabe wird durch das Vorschaltgerät bzw. das Verfahren gemäss den unabhängigen
Patentansprüchen gelöst.
[0008] Durch die erfindungsgemässe Steuerung der Wechselrichterfrequenz aufgrund der Zwischenkreisspannung
kann die Abhängigkeit der Lampenspannung (resp. den Lampen) von der Zwischenkreisspannung
reduziert werden. Hierbei ist kein rückgekoppelter Regelkreis notwendig, was den schaltungstechnischen
Aufwand reduziert.
[0009] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Steuerung liegt darin, dass die aus einer
Wechselspannung gleichgerichtete Zwischenkreisspannung immer mit einer gewissen Restwelligkeit
überlagert ist. Da die Wechselrichterfrequenz abhängig von der Zwischenkreisspannung
ist, führt dies zu einer dauernden Modulation der Wechselrichterfrequenz. Damit wird
das elektromagnetische Störspektrum des Vorschaltgeräts verbreitert und abgeflacht,
was im Zeitmittel zu einer Reduktion des maximalen schmalbandigen Störpegels führt.
Damit reduziert sich der Aufwand für die Entstörfilter. Zur Erzeugung einer möglichst
hohen Frequenzmodulation für die Zwischenkreisspannung sollte die Amplitude der Restwellikgeit
mindestens 10%, vorzugsweise 10% - 20%, der Zwischenkreisspannung betragen.
[0010] Wird der Lampenkreis im Normalbetrieb oberhalb seiner Resonanzfrequenz betrieben,
so sollte zumindest innerhalb eines normalen Schwankungsbereichs der Zwischenkreisspannung
die Wechselrichterfrequenz mit abnehmender Zwischenkreisspannung linear abnehmen,
womit der Lampenstrom bzw. die Lampenleistung im wesentlichen konstant gehalten werden
können.
[0011] Vorzugsweise wird jedoch in einem Unterspannungsbereich der Zwischenkreisspannung
die minimale Wechselrichterfrequenz nicht weiter vermindert sondern wieder erhöht.
Dadurch kann bei sehr tiefer Zwischenkreisspannung der Lampenstrom reduziert, der
Zwischenkreis bzw. die Spannungsquelle entlastet und ein Flackern der Lampen unterdrückt
werden. Ausserdem wird dadurch auch die Schaltbelastung des Wechselrichters vermindert,
da diese bei zu tiefen Zwischenkreisspannungen und Wechselrichterfrequenzen aufgrund
der nichtlinearen Eigenschaften des Lampenkreises stark zunimmt.
[0012] Die minimale Wechselrichterfrequenz sollte möglichst auch im Startbetrieb nicht unterschritten
werden, so dass unzulässig hohe Ströme sicher vermieden werden.
[0013] Beim Startbetrieb sollte die anfängliche Wechselrichterfrequenz möglichst höher als
die Wechselrichterfrequenz während dem Vorheizen oder Zünden sein. Damit werden hohe
Ströme beim Einschalten des Wechselrichters vermieden.
[0014] Weitere Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Vorschaltgeräts,
Figur 2 ein Diagramm der Abhängigkeit zwischen der Zwischenkreisspannung und der Wechselrichterfrequenz,
Figur 3 einen Teil der Steuerschaltung im Detail,
Figur 4 den qualitativen zeitabhängigen Verlauf der Wechselrichterfrequenz beim Einschalten
des Vorschaltgeräts, und
Figur 5 den qualitativen Verlauf der Wechselrichterfrequenz beim Einschalten des Vorschaltgeräts
in Relation zur Zwischenkreisspannung.
[0015] Der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemässen Vorschaltgeräts ergibt sich aus
dem vereinfachten Blockdiagramm nach Figur 1. Dieses Vorschaltgerät ist zum Betrieb
an einem Wechselstromnetz ausgelegt. Dessen Wechselspannung U
AC wird in einer Gleichrichterschaltung 1 gleichgerichtet. Diese Gleichrichterschaltung
entspricht im wesentlichen jener eines konventionellen Vorschaltgeräts und umfasst
z. B. einen Vierweggleichrichter, Netzfilter und gegebenenfalls eine Strombegrenzung.
Die so gleichgerichtete Zwischenkreisspannung U
ZK wird über einem Glättungskondensator C1 von z. B. 10'000 nF geglättet.
[0016] Die Zwischenkreisspannung U
ZK wird von einem Wechselrichter 2 in eine hochfrequente Wechselspannung umgeformt und
einem Lampenkreis zugeführt. Hierbei handelt es sich um einen resonanten Kreis C2,
L, La, C3 und R mit einer Leuchtstofflampe La. Dem Fachmann sind jedoch auch andere
Ausführungen solcher resonanter Lampenkreise bekannt, die sich auch zur Verwendung
mit der vorliegenden Erfindung eignen.
[0017] Die Wechselrichterfrequenz f
W wird von einem spannungsgesteuerten Oszillator 3 (VCO) bestimmt. Dieser Oszillator
wird von einer Steuerschaltung 4 gesteuert. Diese Steuerschaltung 4 umfasst einerseits
Bausteine zur Steuerung der Wechselrichterfrequenz in der Vorheiz- und Zündphase der
Lampe. Andererseits weist sie auch eine Schaltung auf, die die Wechselrichterfrequenz
f
W im Betrieb der Lampe abhängig von der Zwischenkreisspannung U
ZK steuert. Die Funktion dieser Schaltung wird nun im folgenden beschrieben.
[0018] Im Normalbetrieb der Lampe (d. h. nach erfolgreichem Zünden) wird die Wechselrichterfrequenz
f
W gemäss dem Diagramm der Figur 2 festgelegt. Hier ist mit U
ZK,n die normale mittlere Betriebsspannung im Zwischenkreis und mit f
W,n die entsprechende Wechselrichterfrequenz bei dieser Spannung markiert. Die Schaltung
ist so ausgelegt, dass f
W,n nahe der Resonanzfrequenz des Lampenkreises liegt.
[0019] In einem normalen Spannungsbereich A der Zwischenkreisspannung U
ZK wird nun die Wechselrichterfrequenz f
W so gesteuert, dass sie mit abnehmender Zwischenkreisspannung abnimmt. Da nun der
Lampenkreis bei gezündeter Lampe eine im wesentlichen induktive Last darstellt, bewirkt
bei konstantem U
ZK eine Erniedrigung von f
W eine relative Erhöhung des Lampenstroms. Bei abnehmendem U
ZK kann somit die Lampenleistung konstant gehalten werden.
[0020] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird im normalen Spannungsbereich A eine lineare
Abhängigkeit zwischen U
ZK und f
W gewählt, wobei die Steigung, d. h. die Ableitung dU
ZK/df
W so gewählt ist, dass der Lampenstrom bzw. die Lampenspannung zumindest in linearer
Näherung unabhängig von der Zwischenkreisspannung U
ZK ist.
[0021] Da die gleichgerichtete Zwischenkreisspannung U
ZK eine gewisse Restwelligkeit besitzt, wird die Wechselrichterfrequenz f
W automatisch frequenzmoduliert. Dadurch wird das zeitgemittelte Störspektrum des Vorschaltgeräts
verbreitert und abgeflacht, so dass die unerwünschten Störspitzen reduziert werden.
Damit die Frequenzmodulation der Wechselrichterfrequenz möglichst hoch ist, sollte
die Amplitude U
RW der Restwelligkeit möglichst etwa 10 - 20% der Amplitude der Zwischenkreisspannung
U
ZK betragen.
[0022] Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, wird von der linearen Abhängigkeit unterhalb einer
Grenzspannung U
G in einem Unterspannungsbereich B abgewichen. Diese Grenzspannung U
G beträgt hier 80% der normalen Betriebsspannung. Unterhalb U
G steigt die Wechslerichterfrequenz mit abnehmender Zwischenkreisspannung wieder an.
Dies hat zwei Vorteile:
[0023] Aufgrund der nichtlinearen Eigenschaften des Lampenkreises ändert sich die Phasenverschiebung
zwischen Strom und Spannung am Ausgang des Wechselrichters in Abhängigkeit der Zwischenkreisspannung.
Bei tiefer Zwischenkreisspannung und tiefer Wechselrichterfrequenz ist sie so, dass
eine starke Belastung des Wechselrichters auftritt, die durch die Erhöhung der Wechselrichterfrequenz
vermieden wird. Andererseits nimmt durch die Erhöhung der Wechselrichterfrequenz und
der damit verbundenen Verminderung des Lampenstroms auch die Belastung des Zwischenkreises
ab. Dadurch wird die Welligkeit von U
ZK reduziert und die minimale, für die Lampe zur Verfügung stehende Spannung erhöht.
So kann ein Flackern der Lampen bis zu sehr tiefen Zwischenkreisspannungen vermieden
werden.
[0024] Im Unterspannungsbereich B ist die Steigung, d. h. die Ableitung dU
ZK/df
W, negativ. Vorzugsweise wird sie betragsmässig etwa doppelt so gross wie jene im normalen
Spannungsbereich gewählt. Für die Ableitung (dU
ZK/df
W)|
n im normalen Spannungsbereich A und für jene im Unterspannungsbereich B, (dU
ZK/df
W)|
u, gilt somit
wobei k = 2 - 2.5.
[0025] Figur 3 zeigt einen Teil der Steuerschaltung 4 im Detail. In diesem Teil der Schaltung
wird die Steuerspannung erzeugt, die nach dem Zünden der Lampe dem VCO 3 zugeführt
wird.
[0026] Einer ersten Verstärkerstufe 5 wird eine Referenzspannung U
R und eine der Zwischenkreisspannung U
ZK proportionale Spannung U
ZK' zugeführt. Diese Verstärkerstufe erzeugt einen Strom I1, welcher 0 ist für U
ZK' > U
R und proportional zu U
ZK'-U
R für U
ZK' < U
R.
[0027] Einer zweiten und einer dritten Stufe 6 bzw. 7 wird ebenfalls die Spannung U
ZK' sowie eine zweite Referenzspannung U
0 zugeführt. Diese beiden Stufen erzeugen die Ströme I2 bzw. I3, wobei I2 + I3 proportional
zu U
ZK' - U
0 ist. I2 ist immer negativ oder 0 und, I3 immer positiv oder 0.
[0028] Die Ströme I1 bis I3 werden über dem Widerstand R
S in eine Spannung umgewandelt und über eine Pufferstufe 8 dem VCO zugeführt.
[0029] Durch geeignete Dimensionierung der Bauteile dieser Schaltung kann somit erreicht
werden, dass mit den Stufen 6 und 7 eine Spannung proportional zu U
ZK (plus einer, über U
0 einstellbaren Konstante) erzeugt wird. Mit dieser Spannung wird die Wechselrichterfrequenz
im normalen Spannungsbereich A (vgl. Fig. 2) gesteuert.
[0030] Der Uebergang U
G zum Unterspannungsbereich B kann über U
R eingestellt werden. Im Unterspannungsbereich B wird zu der mit den Stufen 6 und 7
erzeugten Spannung eine Spannung addiert, die von der Stufe 5 erzeugt wird und die
mit abnehmender Zwischenkreisspannung zunimmt. Auf diese Weise kann in einfacher Weise
ein Steuerspannungs- bzw. Frequenzverlauf erzeugt werden, wie er in Figur 2 gezeigt
wird.
[0031] Selbstverständlich zeigt Figur 3 nur eine mögliche Ausführung einer Schaltung zum
Erzeugen eines Frequenzverlaufs gemäss Figur 2. Andere Ausführungen sind dem Fachmann
bekannt.
[0032] Soweit wurde die Steuerung der Wechselrichterfrequenz nach dem Zünden der Lampe besprochen.
Figur 4 illustriert nun schematisch den zeitlichen Verlauf der Wechselrichterfrequenz
f
W beim Starten der Vorschaltgeräts. Wie hier klar ersichtlich ist, wird die höchste
Wechselrichterfrequenz (Startfrequenz) f
W0 gleich nach dem Einschalten des Vorschaltgeräts verwendet. Diese Frequenz liegt im
Bereich von 80 - 100 kHz, vorzugsweise 80 kHz. Durch diese hohe Frequenz wird sichergestellt,
dass die Lampenspannung beim Einschalten nicht zu gross wird, so dass unerwünschte
Stromstösse in der kalten Lampe vermieden werden.
[0033] Die Frequenz wird jedoch sofort kontinuierlich abgesenkt, so dass sie am Ende der
Startphase 10 auf einen Wert von etwa 50 kHz abgesunken ist. Die Startphase 10 dauert
etwa 50 Mikrosekunden.
[0034] Jetzt beginnt die Vorheizphase 11. Hier wird die Wechselrichterfrequenz auf einem
Wert f
W1 von etwa 50 kHz so geregelt, dass ein gewünschter Vorheizstrom I
VH im Lampenkreis eingehalten wird. Diese Vorheizphase dauert typisch 1.2 Sekunden.
[0035] Sodann beginnt die Zündphase 12. Hier wird die Wechselrichterfrequenz abgesenkt und
so geregelt, dass im Lampenkreis ein gewünschter Zündstrom I
Z eingehalten wird. Dieser Zündstrom I
Z beträgt etwa das Dreifache des Vorheizstroms I
VH, was zu einer weiteren Reduktion der Wechselrichterfrequenz f
W auf einen Bereich f
W2 von typischerweise etwa 45 kHz führt. Durch die daraus resultierende Erhöhung der
Lampenspannung wird eine normale Lampe innert sehr kurzer Zeit zünden.
[0036] Sobald eine Zündung festgestellt wird, tritt das Vorschaltgerät in die Normalbetriebsphase
13. Die Wechselrichterfrequenz f
W,n beträgt nun etwa 35 kHz und wird aufgrund der Zwischenkreisspannung U
ZK gesteuert, wie in Figur 2 illustriert. (Die im Normalbetrieb 13 erzeugte Frequenzmodulation
von f
W ist in Figur 4 nicht gezeigt.)
[0037] Figur 4 illustriert einen Fall, in welchem die Lampe nicht sofort zündet. Dann wird
die Zündphase 12 entsprechend verlängert. Falls jedoch nach 0.8 Sekunden kein Zünden
der Lampe festgestellt wird, wird der Zündvorgang abgebrochen.
[0038] Während dem ganzen Zündvorgang wird überwacht, dass die Wechselrichterfrequenz f
W eine minimale Wechselrichterfrequenz f
W,min nicht unterschreitet. Diese minimale Frequenz f
W,min ist von der Zwischenkreisspannung abhängig. Sie wird von der Schaltung gemäss Fig.
3 erzeugt und entspricht somit der Kurve von f
W,n im Normalbetrieb gemäss Fig. 2. Dies ist in Fig. 5 illustriert.
[0039] Figur 5 zeigt den Verlauf der Wechselrichterfrequenz f
W und der Zwischenkreisspannung U
ZK beim Startvorgang - bei diesem Vorgang bleibt die Zwischenkreisspannung nicht konstant,
da sich der aus dem Zwischenkreis gezogene Strom stark ändert.
[0040] Der Startvorgang beginnt am Punkt 15 mit der hohen Startfrequenz f
W0 und hoher Zwischenkreisspannung. Beim Absenken der Frequenz während der Startphase
10 erhöht sich der aus dem Zwischenkreis gezogene Strom und die Zwischenkreisspannung
wird kleiner. An Punkt 11 wird die Vorheizfrequenz f
W1 erreicht.
[0041] Nach Ablauf der Vorheizzeit wird die Frequenz abgesenkt. Der Weg im Diagramm nach
Fig. 5 hängt beim Zünden stark vom Lampenzustand ab. Eine neue, gute Lampe wird etwa
der durchgezogenen Linie 16 folgen, indem sie beim Zünden kurzzeitig einen erhöhten
Strom zieht und wobei nach dem Zünden die Schaltung zum normalen Betriebspunkt 17
gelangt, wo die Frequenz in Abhängigkeit von der Zwischenkreisspannung gemäss Figur
2 gesteuert wird.
[0042] Andere Lampen können jedoch einen noch höheren Strom ziehen ohne zu zünden. Dabei
stellt sich das Problem, dass die Zwischenkreisspannung stark absinkt, was dazu führt
das die Wechselrichterfrequenz weiter abgesenkt wird. Um diesen Prozess zu stoppen,
wird während des ganzen Einschaltvorgangs dafür gesorgt, dass die minimale Wechselrichterfrequenz
f
W,min nicht unterschritten wird. Folgt also eine Lampe der gestrichelten Kurve 18, so wird
die Frequenz am Punkt 19 ein Minimum erreichen. Sodann wird sie wieder bis Punkt 20
erhöht. Hier verbleibt die Schaltung bis zur Zündung und geht dann in den normalen
Betriebspunkt 17 über.
[0043] Durch den in Figur 5 gezeigten Startvorgang werden einerseits also hohe Stromstösse
beim Einschalten des Vorschaltgeräts unterdrückt, andererseits wird vermieden, dass
der aus dem Zwischenkreis gezogene Strom zu hoch und die Wechselrichterfrequenz zu
tief wird. Da die Kurve der minimalen Wechselrichterfrequenz f
W,min gleichzeitig die Steuerkurve für die Wechselrichterfrequenz im Normalbetrieb gemäss
Fig. 2 ist, bleibt dabei der schaltungstechnische Aufwand gering und der Uebergang
zwischen Einschaltbetrieb und Normalbetrieb wird vereinfacht.
1. Verfahren zum Betrieb eines Vorschaltgeräts für Leuchtstofflampen mit einem Wechselrichter
(2), der zum Betrieb mindestens einer Lampe (La) eine aus einer Wechselspannung gleichgerichtete
Zwischenkreisspannung (UZK) mit einer Wechselrichterfrequenz (fW) wechselrichtet, dadurch gekennzeichnet, dass in einem normalen Brennbetrieb der
Lampe (La) die Wechselrichterfrequenz (fW) aufgrund der Grösse der Zwischenkreisspannung (UZK) gewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem normalen Spannungsbereich
der Zwischenkreisspannung (UZK) die Wechselrichterfrequenz (fW) mit abnehmender Zwischenkreisspannung (UZK) linear abnimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des normalen Spannungsbereichs
der Zwischenkreisspannung (UZK) ein Unterspannungsbereich anschliesst, in welchem die Wechselrichterfrequenz (fW) mit abnehmender Zwischenkreisspannung (UZK) zunimmt, vorzugsweise linear zunimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ableitung (df
W/dU
ZK)|
n der Wechselrichterfrequenz (f
W) nach der Zwischenkreisspannung (U
ZK) im normalen Spannungsbereich und für die Ableitung (df
W/dU
ZK)|
u der Wechselrichterfrequenz (f
W) nach der Zwischenkreisspannung (U
ZK) im Unterspannungsbereich im wesentlichen gilt, dass
mit k = 2 bis 2.5.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in
einem Startbetrieb des Vorschaltgeräts die Wechselrichterfrequenz daran gehindert
wird, unter einen Minimalwert (fW,min) zu fallen, wobei der Minimalwert von der Zwischenkreisspannung (UZK) abhängt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4 und nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Minimalwert im Unterspannungsbereich mit abnehmender Zwischenkreisspannung
(UZK) zunimmt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von
der Zwischenkreisspannung abhängige Minimalwert (fW,min) der Wechselrichterfrequenz im Startbetrieb im wesentlichen der von der Zwischenkreisspannung
abhängigen Wechselrichterfrequenz im Brennbetrieb der Lampe entspricht.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in
einem Startbetrieb der Lampe
in einem ersten Schritt beim Einschalten des Vorschaltgeräts die Wechselrichterfrequenz
auf einem ersten Frequenzbereich (fW0) gebracht wird,
in einem zweiten Schritt zum Vorheizen der Lampe die Wechselrichterfrequenz auf einen
zweiten Frequenzbereich (fW1) gebracht wird,
in einem dritten Schritt zum Zünden der Lampe auf einen dritten Frequenzbereich (fW2) gebracht wird, und
nach Zünden der Lampe in einen Normalbereich (fW,n) gebracht wird,
wobei der erste Frequenzbereich (fW0) höher als zweite und dritte Frequenzbereich (fW1 resp. fW2) und höher als der Normalbereich (fW,n) liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt die Wechselrichterfrequenz
so geregelt wird, dass im Lampenkreis ein gegebener Heizstrom eingehalten wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten
Schritt die Wechselrichterfrequenz so geregelt wird, dass im Lampenkreis ein gegebener
Zündstrom eingehalten wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündstrom
grösser als der Heizstrom ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass im Startbetrieb die Wechselrichterfrequenz daran gehindert
wird, unter den Minimalwert (fW,min) zu fallen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass im ersten
Schritt die Wechselrichterfrequenz kontinuierlich absinkt.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wechselrichterfrequenz (fW) mit der Frequenz der Restwelligkeit der gleichgerichteten Zwischenkreisspannung
(UZK) moduliert wird.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
gleichgerichtete Zwischenkreisspannung (UZK) eine Restwelligkeit besitzt, deren Amplitude (URW) mindestens 10% der Amplitude der Zwischenkreisspannung beträgt.
1. A method for operating a ballast for discharge lamps, said ballast comprising a line-voltage
rectifier (1) generating an intermediate rectified voltage (UZK), an inverter (2) fed by said rectified voltage and generating an ac voltage with
an inverter frequency (fW) and at least one lamp in a lamp circuit driven by said ac voltage, wherein during
normal operation, with said lamp (La) burning, said inverter frequency (fW) is chosen as a function of said rectified voltage (UZK).
2. The method of claim 1 wherein in a normal voltage range of said rectified voltage
(UZK) said inverter frequency (fW) is decreased linearly when said rectified voltage (UZK) decreases.
3. The method of claim 2 wherein in a low voltage range directly below said normal range
of the intermediate voltage (UZK) said inverter frequency (fW) is increased, preferably linearly, when said rectified voltage (UZK) decreases.
4. The method of claim 3 wherein the derivative of said inverter frequency in respect
to said intermediate rectified voltage fulfills:
wherein (df
W/dU
ZK)|
u is the derivative of said inverter frequency (f
W) with respect to said intermediate voltage (U
ZK) in said low voltage range, (df
W/dU
ZK)|
n is the derivative of said inverter frequency (f
W) with respect to said intermediate voltage U
ZK in said normal voltage range, and k is a constant between 2 and 2.5.
5. The method of claim 1, wherein during a start-up phase of the ballast said inverter
frequency is prevented from falling below a minimum frequency (fW,min), wherein said minimum frequency is a function of said intermediate rectified voltage
(UZK).
6. The method according to claim 5 and to one of claims 3 or 4, wherein said minimum
frequency in the low voltage range is increased when said rectified voltage decreases.
7. The method of claim 5 or 6, wherein said minimum voltage (fW,min) of said inverter frequency as a function of said intermediate rectified voltage
during said start-up phase is substantially equal to said inverter frequency as a
function of said intermediate rectified voltage during normal operation.
8. Method according to any preceding claim, wherein during a start-up phase of the lamp
in a first step upon switching-on of the ballast the inverter frequency is brought
to a first frequency range (fW0),
in a second step for pre-heating the lamp the inverter frequency is brought to a second
frequency range (fW1),
in a third step for striking the lamp the inverter frequency is brought to a third
frequency range (fW2), and
after the lamp strikes said frequency is brought to a normal range (fW,n),
wherein the first frequency range (fW0) is higher than the second the third frequency range (fW1 and fW2) and higher than the normal frequency range (fW,n).
9. The method of claim 8, wherein in said second step the inverter frequency is regulated
so as to produce a predetermined heating current in the lamp circuit.
10. The method of claim 8 or 9, wherein in said third step the inverter frequency is regulated
so as to produce a predetermined igniting current in the lamp circuit.
11. The method of claim 9 or 10, wherein in said third step the inverter frequency is
regulated so that the igniting current is larger than the heating current.
12. Method according to one of claims 5 through 7 and to one of claims 8 through 11, wherein
during the start-up phase the frequency of the inverter is prevented from falling
below a minimum value (fW,min).
13. Method according to any of claims 8 through 12, wherein in the first step the inverter
frequency decreases continuously in time.
14. Method according to any preceding claim, wherein the frequency (fW) of the inverter is modulated with the frequency of the residual ripple of the intermediate
rectified voltage (UZK).
15. Method according to any preceding claim, wherein the intermediate rectified voltage
(UZK) has a residual ripple the amplitude (URW) of which is at least equal to 10% of the amplitude of the intermediate voltage.
1. Procédé pour commander un ballast de lampes à décharge, avec un inverseur (2) inversant
avec une fréquence d'inversion (fW) une tension intermédiaire redressée (UZK) à partir d'une tension alternée, pour alimenter au moins une lampe (La), caractérisé
en ce que lors du fonctionnement normal de la lampe (La) allumée la fréquence d'inversion
est déterminée en fonction de la valeur de la tension intermédiaire redressée (UZK).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'intérieur d'une plage normale
de la tension intermédiaire (UZK) la fréquence d'inversion (fW) diminue linéairement lors d'une diminution de la tension intermédiaire (UZK).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en-dessous de la plage normale
de la tension intermédiaire (UZK) lui succède une plage de basse tension à l'intérieur de laquelle la fréquence d'inversion
(fW) augmente, de préférence linéairement, lors d'une diminution de la tension intermédiaire
(UZK).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la dérivée de la fréquence
d'inversion (f
W) par rapport à la tension redressée intermédiaire (U
ZK) satisfait essentiellement l'équation
ou (df
W/dU
ZK)|
u est la valeur de la dérivée dans la plage de tension normale, (df
W/dU
ZK)|
n la valeur de cette dérivée dans la plage de basse tension et k une constante entre
2 et 2.5.
5. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant une
phase de démarrage du ballast on empêche la fréquence d'inversion de tomber au-dessous
d'une fréquence minimale (fW,min), cette fréquence minimale étant une fonction de la tension intermédiaire redressée
(UZK).
6. Procédé selon la revendication 5 et une des revendications 3 ou 4, caractérisé en
ce que la fréquence minimale dans la plage de basse tension augmente lorsque la tension
intermédiaire redressée (UZK) diminue.
7. Procédé selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la valeur minimum
(fW,min) de la fréquence d'inversion en fonction de la tension intermédiaire redressée pendant
la phase de démarrage correspond essentiellement à la valeur da la fréquence d'inversion
en fonction de la tension intermédiaire redressée pendant le fonctionnement normal
de la lampe allumée.
8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que durant une
phase de démarrage de la lampe
en un premier stade lors de l'allumage du ballast la fréquence d'inversion est amenée
en une première plage de fréquence (fW0),
en un second stade destiné au préchauffage de la lampe la fréquence d'inversion est
amenée en une seconde plage de fréquence (fW1),
en un troisième stade destiné à l'allumage de la lampe la fréquence d'inversion est
amenée en une troisième plage de fréquence (fW2), et
qu'après l'allumage de la lampe ladite fréquence est amenée en une plage normale (fW,n),
la première plage de fréquence (fW0) étant plus haute que les seconde et troisième plages (fW1, respectivement fW2), et plus haute que la plage normale (fW,n).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au second stade on règle la
fréquence d'inversion de façon à maintenir un courant de chauffage déterminé dans
le circuit de la lampe.
10. Procédé selon une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'au troisième stade
on règle la fréquence d'inversion de façon à maintenir un courant d'allumage déterminé
dans le circuit de la lampe.
11. Procédé selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le courant d'allumage
est plus grand que le courant de chauffage.
12. Procédé selon une des revendications 5 à 7 et une des revendications 8 à 11, caractérisé
en ce que pendant la phase de démarrage on empêche la fréquence d'inversion de tomber
sous une valeur minimale (fW,min).
13. Procédé selon une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la fréquence d'inversion
diminue de façon continue pendant le premier stade.
14. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on module
la fréquence d'inversion (fW) avec la fréquence de l'ondulation résiduelle de la tension intermédiaire redressée
(UZK).
15. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tension
intermédiaire redressée (UZK) présente une ondulation résiduelle dont l'amplitude (URW) est d'au moins 10% de celle de la tension intermédiaire redressée.